一種污泥中重金屬的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種污泥中重金屬的去除方法，本方法特別適用于高含量重金屬工業(yè)污泥。
【背景技術(shù)】
[0002]剩余污泥是城市污水處理過程中產(chǎn)生的主要廢棄物，近年來隨著我國城市污水處理率的不斷提高，污泥產(chǎn)量也隨之快速增長。剩余污泥中除含有有機(jī)物、氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)夕卜，還含有大量的病原體和重金屬等有毒有害物質(zhì)，尤其是其中高含量的重金屬已嚴(yán)重制約著剩余污泥的處置及其資源化。毒性大、潛伏期長和能被生物富集是重金屬的顯著特征，在污泥土地利用過程中土壤一旦被污染將難以修復(fù)。因此，重金屬的去除已成為污泥處理及其資源化利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0003]事實(shí)上，污泥中重金屬的危害性不僅與其總量有關(guān)，而且很大程度上取決于其存在的形態(tài)。根據(jù)BCR提取方法，重金屬形態(tài)分為弱酸溶解態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘渣態(tài)。同時，重金屬各化學(xué)形態(tài)在環(huán)境條件適宜時可以相互轉(zhuǎn)化，從而影響其在環(huán)境中的迀移性和生物有效性。另外，馬海濤Kim等研究發(fā)現(xiàn)污泥重金屬的去除過程也受到重金屬形態(tài)分布的制約。
[0004]Fenton氧化技術(shù)因其藥劑來源廣泛，使用方便且對廢水中的絕大多數(shù)污染物具有較好的氧化能力，繼1964年首次應(yīng)用于處理苯酚和烷基苯廢水后，其在廢水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并取得可喜的成果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種污泥中重金屬的去除方法，利用Fenton氧化方法改變污泥重金屬形態(tài)，并促進(jìn)污泥重金屬從固相向液相迀移，減少污泥固相中重金屬含量，從而使污泥可以通過脫水達(dá)到降低重金屬含量的目的。
[0006]—種污泥中重金屬的去除方法，步驟包括:
[0007]A、將污泥用鹽酸溶液調(diào)節(jié)PH值至0.5-2，優(yōu)選pH值為I;
[0008]B、向污泥中加入硫酸亞鐵溶液、過氧化氫溶液后攪拌，加熱反應(yīng)；
[0009]C、將污泥脫水除去重金屬。
[0010]所述步驟A中鹽酸溶液的濃度為12moI/L;
[0011]所述步驟B中硫酸亞鐵、過氧化氫與污泥的質(zhì)量比為1:10:1000;加熱溫度為40-60°C，反應(yīng)時間為120min;所述硫酸亞鐵溶液濃度為100g/L，過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為30%。
[0012]本發(fā)明利用Fenton氧化處理城市污泥過程重金屬各形態(tài)變化顯著，且主要受到污泥ρΗ、Η202投加量、H202/Fe2+和溫度的影響。在初始pH為1、H202投加量為12g/L、H202/Fe2+比為10和溫度為50 °C時，污泥Cu、Mn和Zn三種重金屬的弱酸溶解態(tài)含量達(dá)到最高值，分別為72.66%,90.12%和87.51%,而污泥重金屬從固相向液相的迀移率則分別達(dá)到4.1 %、7.9%和4.7 %。該種用于改變污泥重金屬形態(tài)并有效去除污泥重金屬的Fenton氧化方法，可以有效減少污泥固相中重金屬含量，從而使污泥可以通過脫水達(dá)到降低重金屬含量的目的。該發(fā)明對于污泥重金屬處理及其污泥后續(xù)資源化利用具有主要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步的說明。
[0014]本發(fā)明所用污泥為含重金屬城市剩余污泥;所用試劑包括FeS04，H202(30% ) ,H2SO4(98%) ,HC10470% )和HNO3(60% )，均為分析純。該發(fā)明的實(shí)施步驟為:取100g污泥(100ml含水率為95 %的污泥)，用濃度為12mo I /L的HCl溶液調(diào)節(jié)污泥pH = I，加入12mLH202 (30%),12mL濃度為100g/L的硫酸亞鐵溶液，搖勾，置于六聯(lián)攪拌器上以150r/min的速度攪拌，反應(yīng)時間2h，完成反應(yīng)后靜置2h，離心脫水。
[0015]取反應(yīng)后未脫水前的污泥烘干，然后在105°C下用鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9101-25)烘干，經(jīng)研磨后過80目的篩子，用于重金屬總量及其形態(tài)測定。
[0016]重金屬測定方法:稱取0.5g干污泥樣品，加入王水+高氯酸(10mL+5mL)溶液靜置一夜后，用馬弗爐(SX-2.5-10型)分別在185 0C、205 °C下消解3h和5h，采用火焰原子吸收法(TAS-990)測污泥消解液中重金屬總量。同時，采用BCR連續(xù)提取法分別獲得污泥各重金屬弱酸溶解態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘渣態(tài)4種重金屬形態(tài)，用火焰原子吸收法測定各形態(tài)重金屬的含量。
[0017]污泥含水率測定方法:取污泥樣品在105± 2 °C下烘至恒重時的失重，即為樣品所含水分的質(zhì)量。樣品含水率=(樣品烘干前重量-樣品烘干后重量)/樣品烘干前重量X100%。
[0018]污泥pH測定方法:污泥pH用601OM型pH計測定。
[0019]測得實(shí)施例中處理后的污泥Cu、Mn和Zn三種重金屬的弱酸溶解態(tài)含量分別為72.66%,90.12%和87.51%,而污泥重金屬從固相向液相2h的迀移率則分別達(dá)到4.1 %、7.9% 和 4.7%。
【主權(quán)項】
1.一種污泥中重金屬的去除方法，步驟包括: A、將污泥用鹽酸溶液調(diào)節(jié)PH值至0.5-2，優(yōu)選PH值為I; B、向污泥中加入硫酸亞鐵溶液、過氧化氫溶液后攪拌，加熱反應(yīng)； C、將污泥脫水除去重金屬。2.如權(quán)利要求1所述的去除方法，其特征在于:所述步驟A中鹽酸溶液的濃度為12mol/L03.如權(quán)利要求1所述的去除方法，其特征在于:所述步驟B中硫酸亞鐵、過氧化氫與污泥的質(zhì)量比為1:10:1000;加熱溫度為40-60°(:，反應(yīng)時間為1201^11。4.如權(quán)利要求3所述的去除方法，其特征在于:所述硫酸亞鐵溶液濃度為100g/L，過氧化氫質(zhì)量百分比濃度為30%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污泥中重金屬的去除方法，將污泥用鹽酸溶液調(diào)節(jié)PH值至0.5-2，向污泥中加入硫酸亞鐵溶液、過氧化氫溶液后攪拌，加熱反應(yīng)后，將污泥脫水除去重金屬。利用Fenton氧化方法改變污泥重金屬形態(tài)，并促進(jìn)污泥重金屬從固相向液相遷移，減少污泥固相中重金屬含量，從而使污泥可以通過脫水達(dá)到降低重金屬含量的目的。
【IPC分類】C02F11/06, C02F11/00
【公開號】CN105621835
【申請?zhí)枴緾N201610171331
【發(fā)明人】徐大勇, 操沛沛, 洪亞軍, 裘秀群
【申請人】安徽工程大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月22日